WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Определение содержания элементов в растительном материале проводилось после озоления при температуре 450 0С и последующего растворения в 20% растворе HCl в соотношении массы навески к вытяжке 1:5.

Аналитические результаты, полученные в ходе исследования, были обработаны с помощью пакета программ Excel, 97 (Дмитриев, 1995, Коросов, 1996, Рылова, 2005).

Исследования проводились в Лаборатории почвенной экологии УдГУ.

3.2. Методика картографирования.

Особенности картографирования почвенного покрова, существовавшего ранее на территории города и сформированного к настоящему времени, определены спецификой городской среды. В границах города есть территории с практически ненарушенными почвами, в их пределах классификация и картографирование почв проводилась по стандартным методикам (Гаврилюк, 1963; Инструкция…, 1975;

Классификация почв СССР, 1977; Афанасьева и др., 1979; Александрова и др., 1983; Евдокимова, 1987, 1988 и др.).

Распределение разрезов на территории города определялось несколькими задачами в рамках исследования почвенного покрова:

необходимостью охарактеризовать преобразованность почвенного профиля в пределах города, выделить основные типы и виды почв с последующей их характеристикой, создать современную схему классификации городских почв - все это определило распределение разрезов. Предварительная подготовка к полевой работе соответствовала рекомендациям (Хакимов и др., 1997;

Методические рекомендации, 1999). Для картирования почв г. Сарапула и г.

Камбарки в первую очередь были исследованы территории с почвами, сохранившими естественное сложение. Были исследованы парки и лесопарки, искусственные насаждения. Для этого были заложены разрезы и использовались естественные и искусственные обнажения.

В рамках поставленной задачи описано 112 почвенных профилей г.

Сарапула и 87 почвенных профилей г. Камбарки. В целом для картирования города отобрано 404 почвенные пробы поверхностных горизонтов и образца из профилей в г. Сарапуле и 287 почвенных проб поверхностных горизонтов и 335 образцов из профилей в г. Камбарке.

Вследствие того, что большая часть города представлена преобразованными почвами, возникла проблема их классификации. Данный вопрос для всех преобразованных почв стоит довольно остро, т. к. и за пределами города существуют сильно трансформированные почвы и на первом месте среди них преобразованные сельскохозяйственными работами.

Положение антропогенных преобразованных почв в современных классификациях до настоящего времени неопределенно.

Группировка почв производилось в соответствии с классификацией М. Н. Строгановой и Н. Г.Агарковой (1992).

Каждый почвенный профиль описывался в соответствии с методическими указаниями по характеристике морфологического сложения почв (Кузнецов, 1997). Для характеристики морфологического сложения почв описывались следующие признаки: тип почвенного профиля, мощность почвы и отдельных генетических горизонтов, окраска почвы, влажность, сложение, плотность, новообразования, включения, механический состав, карбонатность (вскипание от HCl), наличие корней растений, характер перехода от одного генетического горизонта к другому.

Глава 4. Особенности трансформации почвенного покрова городов Сарапула и Камбарки и изменение условий функционирования растений Морфологическая характеристика. В результате проведенных исследований на территории городов Сарапула и Камбарки выделены 4 блока почв: естественные ненарушенные, естественные нарушенные поверхностно преобразованные (урбанопочвы), естественные нарушенные глубоко преобразованные (урбаноземы) и почвоподобные образования (урбанотехноземы).

При сравнении доли каждого типа почв от общей площади городов Сарапула и Камбарки видно, что в Сарапуле доминирующими являются антропогенные глубоко преобразованные почвы (урбаноземы), доля которых составляет 44%, в Камбарке – урбанопочвы, занимающие 66 % территории.

Доля естественных ненарушенных почв больше в г. Камбарке, что видно на рис. 1(а,б).

а б I II III IV V Примечание: I-естественные почвы, II-комплекс антропогенных почв с преобладанием урбанопочв, III-комплекс антропогенных почв с преобладанием урбаноземов, IV-территория промышленных предприятий, V-некроземы Рисунок 1. Карты-схемы современного почвенного покрова г.

Сарапула (а) и г. Камбарки (б).

Для всех блоков почв обоих городов характерно переуплотнение корнеобитаемого слоя, уменьшение количества почвенных животных, снижение аэрации и влажности, что неблагоприятно сказывается на условиях функционирования растений.

Распространение блоков почв на территории городов и степень морфологической трансформации показывает их зависимость от площади города, численности населения, развития промышленно-транспортного комплекса.

В городе в результате антропогенной деятельности наблюдается изменение агрохимической характеристики почв. Агрохимическая трансформация почв обоих городов характеризуется увеличением показателей обменной кислотности, суммы поглощенных оснований, степени насыщенности основаниями и уменьшением значений гидролитической кислотности, содержания подвижного фосфора, обменного калия с увеличением степени нарушенности. Анализ трансформации агрохимических свойств почв городов позволяет сделать вывод о том, что во всех блоках почв г. Сарапула основные показатели выше, чем в аналогичных почвах г. Камбарки.

Данный факт можно объяснить, во-первых, более длительным и интенсивным антропогенным воздействием на почвенный покров г.

Сарапула, во - вторых, отличием механического состава почв городов. В г.

Сарапуле преобладают почвы тяжелого гранулометрического состава, тогда как г. Камбарка характеризуется доминированием супесчаных и песчаных почв.

Антропогенная трансформация почв оказывает влияние не только на морфологические и агрохимические свойства, но и на содержание ТМ в них (табл. 1).

Таблица Содержание Zn, Cu, Mn и Fe в блоках городских почв г. Сарапула (1) и г. Камбарки (2) Блоки Cu, мг/кг Zn, мг/кг Mn, мг/кг Fe, мг/кг почв 1 2 1 2 1 2 1 I 14,12 0,16 110,4 6,5 405 292 2347 II 12,38 0,20 112,3 7,5 387 340 2255 III 9,83 2,47 114,1 21,9 304 216 2104 IV 11,79 1,57 91,0 13,5 241 96 2032 V 19,50 6,20 155,0 49,0 303 216 2352 Примечание: I – Естественные почвы, II – урбанопочвы, III – урбаноземы, IV – экраноземы, V- урбанотехноземы (реплантоземы).

Четкая тенденция к снижению содержания ТМ с увеличением степени нарушенности почв в г. Сарапуле наблюдается для марганца и железа за исключением реплантоземов, в которых концентрация названных элементов увеличивается. Содержание цинка и меди увеличивается в нарушенных почвах. Максимальное содержание меди, цинка и железа наблюдается в реплантоземах, что объясняется расположением данных почв в непосредственной близости к автомагистралям, а, следовательно, повышенным аэрогенным поступлением данных металлов с выхлопными газами автомобилей. В г. Камбарке концентрации Cu и Zn в почвах увеличиваются с повышением степени трансформации почв, Mn – снижаются. В распределении железа не выявлено никаких закономерностей.

Уменьшение концентрации всех элементов наблюдается в экраноземах, что связано с запечатывающим эффектом асфальтового покрытия.

Пространственное распределение ТМ в почвах г. Сарапула и г.

Камбарки во многом зависит от положения почв относительно источников загрязнения. Высокие концентрации меди и цинка в почвах г. Сарапула приурочены к улицам Азина, К. Маркса, Раскольникова, Труда (Промышленный подрайон), где располагаются кожкомбинат, завод «Электробытприбор», завод имени Дзержинского, кондитерская фабрика и ряд других предприятий. Кроме того, улицы Азина и К. Маркса характеризуются большой интенсивностью движения автотранспорта, что также негативно сказывается на загрязнении почв медью и цинком (рис. а,б).

а б Содержание меди (мг/кг) Содержание цинка (мг/кг) <1,5 1,5-3 3-15 15-30 <11 11-23 23-115 115-Рисунок 2. Содержание подвижных форм меди (а) и цинка (б) в почвах г. Сарапула.

Высокое содержание меди фиксируется также в почвах по ул.

Путейской и вдоль железнодорожного полотна. Наименее загрязненными являются почвы подрайона «Дачный», в котором отсутствуют промышленные предприятия. Данный район расположен на возвышенности, что препятствует распространению загрязняющих веществ от предприятий, расположенных в центральной и южной частях города. Невысокие значения содержания меди отмечаются также в почвах микрорайона «Элеконд», и района «Нагорный». Максимальное содержание марганца наблюдается в районе Ленинского парка (640 мг/кг), что вполне подтверждает факт о высокой биогенности марганца. Также это можно объяснить увеличением кислотности почв в лесных зонах.

Распределение подвижных форм Mn в почвах города характеризуется равномерным, спокойным характером. Трудно говорить о степени загрязненности почв г. Сарапула марганцем, так как в целом содержание его невелико. Загрязнение Mn характеризуется как низкое (150-300 мг/кг) и среднее (300-600 мг/кг). Самые высокие концентрации железа были обнаружены в почвах вблизи железнодорожного полотна, наименьшие – в почвах лесопарков Дачного подрайона и Нагорного района.

Повышенное содержание ТМ в г. Камбарке отмечается для почв поймы, что связано с высоким техногенным воздействием, поскольку данные почвы занимают крайне невыгодное положение между железнодорожным полотном и Камбарским машиностроительным заводом. Наибольшие значения концентраций подвижных форм элементов приурочены к центральной части города (ул. Советская, ул. Ленина, ул. Первомайская), в которой расположено большинство промышленных предприятий и наблюдается повышенная нагрузка автотранспорта, а также в районе завода газового оборудования. Наименее загрязненным исследуемыми элементами является Заплотинный район (рис.3 а,б).

а б Содержание меди (мг/кг) Содержание цинка (мг/кг) <1,5 1,5-3 ><11 11-23 >Рисунок 3. Содержание подвижных форм меди (а) и цинка (б) в почвах г. Камбарки Результаты исследований позволяют сделать вывод о том, что на большей части территории г. Сарапула, в почвах поймы и центрального сквера г. Камбарки превышены ПДК цинка и меди, что может объясняться как загрязнением почв от автомобильного и железнодорожного транспорта и перевозимых грузов, осаждением пылегазовых выбросов от предприятий г.

Камбарки и г. Сарапула, так и колебаниями природного фона. Для рассеивания загрязняющих веществ большое значение имеет также неблагоприятный характер ветрового режима, а также дифференциация территории по геоморфологическому строению и растительности, которая создает пестрый мозаичный характер радиационного баланса и, соответственно, неодинаковый характер геохимических процессов.

Глава 5. Содержание тяжелых металлов (Cu, Mn, Zn, Fe) в древесных растениях г. Сарапула и г. Камбарки.

Распределение элементов в растениях, как и в почвах, зависит от многих факторов, важнейшим из которых является расположение растений относительно источников загрязнения. Повышенные концентрации элементов в растениях г. Сарапула приурочены к центральной и южной частям города (ул. Азина, К. Маркса, Ленина, Путейская), что связано с повышенной антропогенной нагрузкой и значительным поступлением ТМ в окружающую среду с выхлопными газами автомобилей и промышленных предприятий, сконцентрированных в данных районах. Пространственное распространение элементов в растениях города Сарапула в основном соответствует распространению данных металлов в почвах. В районах с повышенным содержанием металлов в почвах, как правило, наблюдается повышенное содержание их в растениях. Однако для растений скверов в центре города, несмотря на высокое содержание железа в почве, характерно пониженное его содержание, что обусловлено, вероятно, снижением доступности данного элемента для растений вследствие образования труднорастворимых форм.

Максимальное содержание меди в г. Камбарке наблюдается в растениях, произрастающих в городских скверах вдоль улицы Советской вблизи Камбарского машиностроительного завода (2,34 мг/кг сухой массы), минимальное – в растениях, функционирующих вдоль железнодорожного полотна (1,75 мг/кг). Городские скверы расположены в непосредственной близости к дорожному полотну, где наблюдается высокая интенсивность движения, поэтому повышенное содержание меди в растениях скверов можно объяснить ее поступлением с выхлопными газами автомобилей. Содержание цинка, марганца и железа максимально в образцах растений, произрастающих на газонах вдоль улиц Ленина, Первомайская, Советская, К. Маркса.

Минимальное содержание марганца отмечается в растениях Заплотинного района (69,67 мг/кг сухой массы). Невысокое содержание железа, несмотря на значительное содержание его в почве, характерно для растений городских скверов (347 мг/кг сухой массы) по ул. Советской, железнодорожной насыпи (313 мг/кг сухой массы) и лесного массива в Заплотинном районе (286 мкг/кг сухой массы).

Предельно допустимые концентрации элементов в растениях г.

Сарапула и г. Камбарки не превышены.

Большое значение в поглощении ТМ имеет видовая принадлежность растений. Анализ 6 видов древесных пород г. Сарапула выявил отличия в содержании данных элементов в них. Максимальное содержание меди наблюдается в Acer plathanoides, высокое содержание отмечается также в Populus balsamifera и Quercus robur. Наибольшее содержание цинка имеют образцы Betula pendula, наименьшее - Tilia cordata. Для Acer plathanoides характерно повышенное, по сравнению с другими породами, содержание марганца, для Tilia cordata – железа. Фоновая концентрация цинка (11 мг/кг сухой массы), меди (0,64 мг/кг сухой массы) и железа (151,65 мг/кг сухой массы) превышена в растениях всех видов, марганца (138,31 мг/кг сухой массы) – в растениях Betula pendula, Acer plathanoides и Acer negundo.

Наиболее высокие концентрации тяжелых металлов в г. Камбарке отмечены для Betula pendula по содержанию цинка (95, 5 мг/кг сухой массы) и марганца (194,03 мг/кг), а также для Pinus sylvestris и Picea excelsa. В образцах Pinus sylvestris прослеживается выраженное накопление железа (максимальное значение равно 1060 мг/кг) и меди. К наименее накапливающим ТМ древесным породам относятся Tilia cordata и Acer negundo. Среднее содержание ТМ превышает фоновые значения: меди – в растениях всех видов, за исключением Acer negundo, в 1,1-2,8 раза, цинка – в 1,3 –3,9 раз, кроме образцов Tilia cordata и Pinus sylvestris, железа – в растениях всех видов в 1,3 – 2 раза. Фоновая концентрация марганца (177,мг/кг сухой массы) превышена лишь в образцах Betula pendula в 1,1 раза).

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»